بازسازی و مدل سازی شبکه متابولیک تلفیقی از سیانوباکتر برای افزایش تولید سوخت زیستی

اهداف: در چند دهه اخیر تولید سوخت های زیستی یکی از تلاش های امیدبخش در عرصه زیست فناوری بوده است. سیانوباکترهای تک سلولی، میکروارگانیزم های بسیار پراکنده و فتوتروفیکی هستند که قادرند به عنوان کارخانجات کوچک تولیدکننده سوخت های زیستی عمل کنند. هدف مطالعه حاضر بازسازی و مدل سازی شبکه متابولیکی تلفیقی از سیانوباکتر به منظور افزایش تولید سوخت زیستی بود. در مطالعه محاسباتی حاضر یک نرم افزار برای ادغام شبکه های متابولیکی بازسازی شده، به منظور بهینه سازی و افزایش کارآیی آنها توسعه یافت و به اسم iMet نام گذاری شد. ابتدا از iMet برای ادغام سه شبکه متابولیکی از قبل بازسازی شده سینکوسیستیس 6803 PCC (Synechocystis PCC6803) استفاده شد. در مرحله بعد، شبکه بازسازی شده به دست آمده، برای تولید چهار نوع سوخت زیستی شامل اتانول، پروپانول، بوتانول و ایزوبوتانول مدل سازی شد. مدل جدید ادغام شده 808 واکنش و 560 متابولیت داشت. مقدار فلاکس یا جریان آن در مدل ادغام شده، 0295/0 بر ساعت محاسبه شد. این عدد نسبت به سه مدل قبلی افزایش قابل توجهی نشان داد. سلول ها تقریبا هر 24ساعت، یک بار تقسیم شدند. میزان فلاکس چهار نوع الکل و حداکثر بازده تئوری آنها در مدل ادغام شده نسبت به سه مدل قبلی افزایش نشان داد. فلاکس تولید اتانول در تمامی مدل ها از فلاکس سه الکل دیگر بزرگ تر و واکنش های تولید اتانول به جریان یا فلاکس مرکزی کربن از همه نزدیک تر بود. آنالیزهای تعادل جریان افزایش پوشش شبکه متابولیک، افزایش تولید سوخت های زیستی و کاهش تعداد واکنش های بلوکه شده را در مدل جدید نشان می دهد و از این طریق کارآیی نرم افزار توسعه یافته iMet اثبات می شود.